高次諧波產(chǎn)生的原因

 

    由于目前的變頻器幾乎都采用PWM控制方式，這樣的脈沖調(diào)制形式使得變頻器運(yùn)行時(shí)在電源側(cè)產(chǎn)生高次諧波電流，并造成電壓波形畸變，對(duì)電源系統(tǒng)產(chǎn)生嚴(yán)重影響。

 

    隨著電力電子技術(shù)的飛速發(fā)展，各種新型用電設(shè)備越來(lái)越多地問(wèn)世和使用，高次諧波的影響越來(lái)越嚴(yán)重。電力系統(tǒng)受到諧波污染后，輕則影響系統(tǒng)的運(yùn)行效率;重則損壞設(shè)備以至危害電力系統(tǒng)的安全運(yùn)行。諧波產(chǎn)生的主要由以下兩大因素造成：

 

    1. 可控硅整流裝置和調(diào)壓裝置等的廣泛使用，晶閘管在大量家用電器中的普通采用，以及各種非線性負(fù)荷的增加導(dǎo)致波形畸變。

 

    2. 設(shè)備設(shè)計(jì)思想的改變。過(guò)去傾向于采用在額定情況以下工作或余量較大的設(shè)計(jì)。現(xiàn)在為了競(jìng)爭(zhēng)，對(duì)電工設(shè)備傾向于采用在臨界情況下的設(shè)計(jì)。例如，有些設(shè)計(jì)為了節(jié)省材料使磁性材料工作在磁化曲線的深飽和區(qū)段，而在這些區(qū)段內(nèi)運(yùn)行會(huì)導(dǎo)致激磁材料波形嚴(yán)重畸變。

 

    高次諧波的危害

 

    高次諧波的危害具體表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

 

    1、電力電子設(shè)備

 

    電力電子設(shè)備通常靠精確電源零交叉原理或電壓波形的形態(tài)來(lái)控制和操作，若電壓有諧波成分時(shí)，零交叉移動(dòng)、波形改變、以致造成許多誤動(dòng)作。

 

    2、電力電容器

 

    當(dāng)高次諧波產(chǎn)生時(shí)，由于頻率增大，電容器阻抗瞬間減小，涌人大量電流，因而導(dǎo)致過(guò)熱、甚至損壞電容器，還有可能發(fā)生共振，產(chǎn)生振動(dòng)和噪聲。

 

    3、變壓器

 

    電流和電壓諧波將增加變壓器銅損和鐵損，結(jié)果使變壓器溫度上升，影響絕緣能力，造成容量裕度減小。諧波還能產(chǎn)生共振及噪聲。

 

    4、感應(yīng)電動(dòng)機(jī)

 

    電流和電壓諧波同樣使電動(dòng)機(jī)銅損和鐵損增加，溫度升。同時(shí)諧波電流會(huì)改變電磁轉(zhuǎn)距，產(chǎn)生振動(dòng)力矩，使電動(dòng)機(jī)發(fā)生周期性轉(zhuǎn)速變動(dòng)，影響輸出效率，并發(fā)出噪聲。

 

    5、開(kāi)關(guān)設(shè)備

 

    由于諧波電流使開(kāi)關(guān)設(shè)備在起動(dòng)瞬間產(chǎn)生很高的電流變化率，使暫態(tài)恢復(fù)峰值電壓增大，破壞絕緣，還會(huì)引起開(kāi)關(guān)跳脫、引起誤動(dòng)作。

 

    6、保護(hù)電器

 

    電流中含有的諧波會(huì)產(chǎn)生額外轉(zhuǎn)距，改變電器動(dòng)作特性，引起誤動(dòng)作，甚至改變其操作特性，或燒毀線圈。

 

    7、計(jì)量?jī)x表

 

    計(jì)量?jī)x表因?yàn)橹C波會(huì)造成感應(yīng)盤(pán)產(chǎn)生額外轉(zhuǎn)距，引起誤差，降低精度，甚至燒毀線圈。

 

    8、其它

 

    高次諧波還會(huì)對(duì)電腦、通信、設(shè)備電視及音響設(shè)備、載波遙控設(shè)備等產(chǎn)生干擾，使通信中斷，產(chǎn)生雜訊，甚至發(fā)生誤動(dòng)作，另外還會(huì)對(duì)照明設(shè)備產(chǎn)生影響。

 

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